歷史沿革簡述
拜科努爾航天中心,是人類翱翔太空夢想成真的啟程之地。在這片荒漠中,蘇聯(lián)航天人曾經(jīng)創(chuàng)造了無數(shù)的世界第一。半個多世紀過去,這個陳舊的發(fā)射場依然站在世界航天的第一線。
拜科努爾發(fā)射場位于中亞哈薩克斯坦境內(nèi),咸海以東約105 km,拜科努爾鎮(zhèn)西南288 km 處。發(fā)射場中心區(qū)域占地6 717 km2,東西長90 km,南北約75 km。中心坐標為東經(jīng)63°20',北緯46°,當?shù)氐钠骄0胃叨葹?0 m 左右,為人煙稀少的半沙漠草原地區(qū),場區(qū)周圍有不少鹽堿灘和丘陵。這里屬大陸性氣候,氣溫變化較大,全年氣溫變化在-40℃ ~ 50℃之間,年平均降雨量僅60 mm 左右。冬季相對濕度達81%,平均氣溫-12.2℃。一般吹東北風,常有暴風雪侵襲。夏季很熱,吹西北風,相對濕度平均24%,平均溫度為26.1℃,降雨量很小。就規(guī)模、設備數(shù)量和工作范圍而言,拜科努爾發(fā)射場是蘇聯(lián)最大的航天發(fā)射場,相當于美國的空軍東靶場肯尼迪航天中心。1
初建1955 年2 月12 日,蘇聯(lián)部長會議做出一項重要決議,決定籌建國家第五號導彈試驗場( GIK-5,拜科努爾發(fā)射場的代號) 。6月2日,拜科努爾發(fā)射場的建設開始啟動。1957年初,第一發(fā)射工位( 一號場區(qū)) 和準備廠區(qū)( 二號場區(qū)) 竣工。1
發(fā)展1957 年8 月21 日,R-7 洲際導彈的彈頭在堪察加半島濺落。這次導彈發(fā)射標志著人類第一顆人造地球衛(wèi)星的發(fā)射準備工作也已經(jīng)正式拉開了序幕。1957 年10 月4 日,第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射入軌。隨后,1957 年11 月3 日,第二顆衛(wèi)星發(fā)射升空; 1958 年5 月15 日,第三顆衛(wèi)星上天。在此基礎上,蘇聯(lián)研制出了多級運載火箭。這種火箭的第二級可以使有效載荷達到第二宇宙速度。該新型火箭就是用來發(fā)射第一艘月球和火星星際飛船的運載火箭。1961 年4 月12 日,航天員加加林乘坐第一艘載人飛船東方號,從拜科努爾發(fā)射場一號發(fā)射臺踏上了人類歷史上第一次載人飛行的征程。隨后,其他航天員分別乘坐東方號、上升號、聯(lián)盟號飛船飛向太空。1
作為軍事禁區(qū),拜科努爾航天中心一直籠罩著神秘感。這里的通信地址被不斷更改:“曙光”、“莫斯科-400”、“克濟爾-奧爾達-50”、“塔什干-90”、“列寧鎮(zhèn)”,直到加加林創(chuàng)造人類首次進入太空的歷史之后,“拜科努爾航天發(fā)射場”這一名稱才首次被確定并公之于眾。這座發(fā)射場位于丘拉塔姆附近,實際上距拜科努爾鎮(zhèn)有400公里之遙。1961年4月12日,世界航天第一人尤里·阿列克謝耶維奇·加加林從丘拉塔姆升空后,蘇聯(lián)被正式要求對這座發(fā)射場進行登記。實際上當時西方分析家早已從U-2偵察機所拍攝的照片上知道了它的位置。但蘇聯(lián)人在登記時沒有將它命名為丘拉塔姆發(fā)射場(“Тюратам”在俄文里有“箭之地”或“丘拉墓地”的意思,丘拉是成吉思汗的一個兒子),而是選擇了當?shù)刈畲蟮某鞘邪菘婆瑺杹砻?“Байконур”俄文里有“富裕之地”之意),雖然兩者相距甚遠。該發(fā)射場已改稱俄羅斯聯(lián)邦拜科努爾航天中心。1
1961年1 月14 日,R-7 洲際導彈首次在新發(fā)射工位發(fā)射,驗證了新場區(qū)的實用性。拜科努爾是蘇聯(lián)航天的宏大與力量體現(xiàn)得淋漓盡致的地方。美蘇登月大戰(zhàn)期間,這里見證了人類歷史上最強大的火箭之一——N1運載火箭的悲壯歷史。1964年,N-1型運載火箭測試和組裝廠房開始建設。N1被用來將蘇聯(lián)宇航員送到月球,火箭高達105米,在高度,質(zhì)量和有效負載上僅次于世界第一的美國土星5號火箭。但由于連續(xù)4次發(fā)射失敗,蘇聯(lián)在1976年正式取消了這項工程。1965 年7 月16 日,首枚質(zhì)子號火箭發(fā)射升空。該火箭的發(fā)射場區(qū)命名為第81 號和第200 號,這兩個場區(qū)專門發(fā)射禮炮號和和平號軌道空間站,月球、水星、火星等星際飛船,以及通信衛(wèi)星、電視直播衛(wèi)星、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)( GLONASS) 衛(wèi)星和宇宙號系列衛(wèi)星。
在軌道空間站外空環(huán)境下開展相關研究工作,對世界航天工業(yè)來說具有十分獨特的研究價值,因此,吸引了大批的國際合作研究項目。根據(jù)政府間的空間合作項目,曾有9 個國家的航天員在俄羅斯空間站上工作,來自美國、法國、印度、日本等國的航天員曾到訪過俄羅斯空間站,這些項目給國際多邊合作帶來了豐碩成果。此外,拜科努爾的成功,也讓當時其他一些社會主義陣營國家的太空夢搭上了便車。
與此同時,拜科努爾發(fā)射場的地面基礎設施也同飛行計劃一樣,在緊鑼密鼓地進行。1967 年10 月27 日,首枚旋風號火箭在第90 號場區(qū)發(fā)射。到20 世紀80年代初,第42 號和45 號場區(qū)的建設工作又開始了,這兩個場區(qū)主要用于天頂號火箭發(fā)射,專門發(fā)射軍民兩用的資源01 衛(wèi)星。1985 年4 月13 日,首枚天頂號火箭發(fā)射升空。
在拜科努爾發(fā)射場的歷史進程中,最為重要的發(fā)展階段是研制可重復使用的能源號空間運輸系統(tǒng)。該項目帶動了大批技術創(chuàng)新和獨特的地面基礎設施建設,如第110、112、112A、250、251 和254 號場區(qū)。1987 年5 月15 日,首枚能源號火箭從第250 號發(fā)射場區(qū)發(fā)射升空,將一枚模擬衛(wèi)星送入預定軌道。值得一提的是,該發(fā)射設施既是發(fā)射臺,又是測試臺。1988 年11 月15日,第二枚能源號火箭從第110 號發(fā)射場區(qū)發(fā)射升空。兩次發(fā)射均獲成功。1998 年11 月,國際空間站的曙光號軌道艙從第81 號場區(qū)發(fā)射。1
20世紀80年代末,拜科努爾當?shù)厝丝谝欢冗_到14萬,這里聚集了全蘇聯(lián)的航天精英,成為了舉世聞名的航天城。除了大量的科研場所,拜科努爾還擁有自己的教育體系和教學機構,本地大學的畢業(yè)生直接進入航空和航天企業(yè)。
在蘇聯(lián)時代,拜科努爾承擔著80%到90%的航天發(fā)射任務,擁有完備的發(fā)射、控制、監(jiān)視、遙測、跟蹤和回收設施,以及經(jīng)驗豐富的技術人員,可以發(fā)射“質(zhì)子號”、“能源號”、“天頂號”、“旋風號”和“聯(lián)盟號”等多種運載火箭。就規(guī)模及其在開發(fā)宇宙空間中所發(fā)揮的巨大作用而言,拜科努爾航天發(fā)射中心在世界航天發(fā)射場中占據(jù)極其特殊的地位。
衰落然而隨著1991年底蘇聯(lián)的解體,拜科努爾的輝煌戛然而止。冷戰(zhàn)結束后,拜科努爾航天發(fā)射場劃歸哈薩克斯坦所有。由于財政困難,哈薩克斯坦根本無法保證發(fā)射場的運作。由于發(fā)射次數(shù)急劇減少,一些軍官和專家?guī)е揖旄鎰e了這個他們戰(zhàn)斗過的地方。航天城的市政公用設施由軍方轉(zhuǎn)交哈薩克斯坦當?shù)卣?,后者在維持城市正常運轉(zhuǎn)的資金和人員方面捉襟見肘,大約10%的住宅人去樓空。維持發(fā)射場的正常運行不僅需要大量資金,關鍵還需要大批高端人才,而哈薩克斯坦并沒有相應的人才儲備,這讓拜科努爾處在極為尷尬的位置。
“暴風雪號”航天飛機就是拜科努爾衰敗的典型代表,作為蘇聯(lián)曾經(jīng)的一大驕傲,在諸多技術方面甚至優(yōu)于美國的航天飛機。但這架航天飛機只在1988年進行了惟一一次無人駕駛太空飛行,隨后由于資金短缺和蘇聯(lián)解體,這個項目遭到遺棄,被埋葬在了拜科努爾。1
重生為了應對美國的太空戰(zhàn)略,1994年,俄羅斯開始重新租用拜科努爾航天發(fā)射場,繼續(xù)進行航天發(fā)射。俄羅斯與哈沙克斯坦簽署協(xié)議,俄羅斯支付1.15億美元租用拜科努爾航天中心,租用期至2050年,此外,每年花費數(shù)百萬美元用于設備更新與維護。拜科努爾航天中心開始重獲新生。
隨著國際空間合作的展開,拜科努爾扮演了重要角色。1998年11月20日,國際空間站的第一個組件——“曙光號”功能貨艙(美國出資,俄羅斯制造)在“質(zhì)子-K”火箭的攜帶下在拜科努爾升空。值得一提的是,2011年11月8日,中國火星探測器螢火一號在這里升空。
俄羅斯官方公布的資料顯示,截至2003年6月1日,這里進行了1207次航天器發(fā)射,1187次洲際彈道導彈發(fā)射,堪稱全世界最繁忙的發(fā)射場。在美國航天飛機停飛的情況下,2004年俄羅斯完成了全世界42.6%的航天發(fā)射,居世界第一,其中有74%在拜科努爾完成。
拜科努爾發(fā)射場是俄羅斯目前惟一可供發(fā)射載人飛船和地球同步軌道衛(wèi)星的發(fā)射場地,其地位無可替代。如放棄該發(fā)射場,很多航天業(yè)務將無法開展,大批航天企業(yè)員工將面臨失業(yè)。俄正在努力開拓航天業(yè)務,因此不但不會放棄拜科努爾發(fā)射場,還將與哈方協(xié)商,以期獲準在拜科努爾發(fā)射“天頂”和“旋風”型運載火箭。根據(jù)俄哈兩國簽訂的最新租賃協(xié)議,俄羅斯可在2050年之前一直使用這一基地。
近10年來,俄航天工業(yè)通過商業(yè)發(fā)射和國際合作共創(chuàng)收35億美元,106家航天企業(yè)得以生存。為在供過于求、競爭日趨激烈的國際商業(yè)發(fā)射市場上生存,繼續(xù)利用緯度相對較低的拜科努爾對俄羅斯有巨大經(jīng)濟價值。
現(xiàn)狀與未來如今,拜科努爾航天中心已年近6旬,原有的許多設施已經(jīng)破舊不堪。哈薩克斯坦國家航天署2011-2015年戰(zhàn)略計劃也表示,拜科努爾航天發(fā)射場折舊期還剩下10年。同時,低廉的薪水、艱苦的工作環(huán)境也開始讓大批俄羅斯科技人員返俄定居,航天城面臨工程和技術人員的嚴重短缺。
俄方高層也表態(tài)稱,俄羅斯需要更獨立的航天基地和航天計劃,并計劃于2018年在遠東地區(qū)新建航天中心,并發(fā)射載人飛船。普京強調(diào),莫斯科擁有“獨立的航天發(fā)射基地”是一個“戰(zhàn)略需要”,盡管拜科努爾發(fā)射基地位于一個“友好國家”,但畢竟不屬俄羅斯所有。
俄羅斯這一決定無疑直接影響著拜科努爾的命運。學界普遍認為,如果俄羅斯放棄拜科努爾航天發(fā)射場,哈薩克斯坦可能無法獨立管理這一航天基地。到那時,凝結著無數(shù)蘇聯(lián)和俄羅斯人心血的航天圣地或許將走到盡頭。
盡管前路顯露灰暗,但在美國航天飛機已全部退役的當下,拜科努爾已經(jīng)成為了向國際空間站運送物資和宇航員的唯一的生命航線(除去私人航天)。
半個多世紀里,這里發(fā)射了超過2500枚火箭,把3000多個航天器載入軌道,將130多位航天員送上太空遨游。拜科努爾,這個名字還將繼續(xù)在航天史上延續(xù)它的傳奇。
基地組成拜科努爾航天基地總面積6700多平方公里,主要任務是進行航天運載技術的試驗,發(fā)射載人宇宙飛船、太空軌道站、星際站及其他航天飛行器。該發(fā)射場有9個發(fā)射綜合體,15個啟動裝置,11個裝配航天器、運載火箭和助推裝置的車間和試驗庫,3個加油站。此外還有現(xiàn)代信息計算測量中心,醫(yī)療保健中心,熱電廠,燃氣渦輪發(fā)電站,氧氣——氮氣廠,優(yōu)質(zhì)飛機場,470公里的鐵路線以及包括公路,供暖、供熱、供電在內(nèi)總長1281公里的供應線。
基地由發(fā)射區(qū)、保障區(qū)和測控站等組成。1
發(fā)射區(qū)發(fā)射場布局呈“Y”型,劃分為三個區(qū)域: 中心發(fā)射區(qū)、東發(fā)射區(qū)和西發(fā)射區(qū)。中心發(fā)射區(qū)由R-7 及R-9 ICBM(洲際彈道導彈) 發(fā)射場發(fā)展而來,主要設施有總裝測試廠房、控制測試大樓、大型地面發(fā)射臺、地下發(fā)射井、推進劑貯存庫、液氧工廠和其他輔助設施以及行政管理、訓練和住宅等建筑。東、西發(fā)射區(qū)建有大型運載火箭和航天器的試驗發(fā)射設施、控制設施和輔助設施。東部發(fā)射區(qū)自20 世界60 年代起主要負責彈道導彈及空間運載火箭的發(fā)射,R-16 及其發(fā)展型R-36、MR-UR-100、R-36M 及R-36M2 也在這里發(fā)射。Cosmos-1 的助推器初期試驗及后來的Zenit-2 計劃也在東發(fā)射場進行。西發(fā)射區(qū)主要負責發(fā)射由OKB-52設計局研制的彈道導彈及空間運載火箭UR-200 和UR-100 的部分發(fā)展型。OKB-52 設計局研制的質(zhì)子號運載火箭及其發(fā)射臺及地面裝置也位于西發(fā)射區(qū)。1
保障區(qū)保障區(qū)在發(fā)射區(qū)以南的列寧斯克(拜科內(nèi)爾市),是發(fā)射場后勤保障樞紐和人員住地,有機場、鐵路專線,并有航天員飛行前住留和體檢的設施。。從列寧斯克乘車去聯(lián)盟號發(fā)射臺需約30 min。在這里有許多學校、文化中心、電影院等,還建有廣播電臺和電視臺。列寧斯克的居民大多是發(fā)射場的工作人員,宇航員在上天飛行之前要在這里逗留十幾天。這里有宇航員飛行前進行體檢所需的全套設施。1
測控站為了保證空間計劃的實施,蘇聯(lián)設立了一系列的地面跟蹤站,利用一些地基雷達和光學跟蹤網(wǎng)絡來監(jiān)視每次發(fā)射活動,提供實時跟蹤數(shù)據(jù),包括衛(wèi)星背景影像等。1985 年10 月,蘇聯(lián)安裝了目前世界上最大的電視攝影顯示裝置,用來觀察人造衛(wèi)星。它還安裝了一套新的質(zhì)量達25 t 的兩軸旋轉(zhuǎn)光學設備。目前正準備廣泛使用激光跟蹤系統(tǒng)。新的跟蹤系統(tǒng)可以獲得1 m 級的測量精度。主要的雷達裝置有各種相控陣雷達和各種地基預警雷達網(wǎng)絡。在載人飛行計劃中,有7 個主要的地面站來保證航天器的通信、指揮和控制。另外,還有大量的海洋跟蹤測量船組成的通信跟蹤網(wǎng)。負責指揮和控制的艦船有加加林、科洛廖夫等。這些艦船與那些較小的船只一起沿大西洋和西太平洋部署,配合發(fā)射活動的進行。僅在拜科努爾發(fā)射場的航區(qū)周圍就大約設置了10 多個測控站。在飛行初始段內(nèi)使用了5 個站,即咸海北岸的阿拉爾斯克站,發(fā)射場東南錫爾河畔的克孜耳-奧爾達站,處于航區(qū)中央的拜科努爾跟蹤/指令站,發(fā)射場區(qū)正北的阿曼格爾德站,以及由反導靶場儀器設備組成的薩雷沙甘站。作為發(fā)射場的主要測控站還有貝加爾湖西北的克拉斯諾亞爾斯克站和堪察加半島東海岸的彼得羅巴甫洛夫斯克站。這兩個站一個是處于載人飛船的入軌點和向太平洋發(fā)射導彈或運載火箭的航區(qū)之下,另一個是處于導彈和運載火箭部分射程試驗的末區(qū),也是載人航天器和導彈、運載火箭向太平洋發(fā)射時的最后一個陸地站。此外,在新西伯利亞切利諾格勒、諾沃阿爾泰斯克、伊爾庫茨克、雅庫茨克也設有測控站。為了彌補陸地測控站的不足,還使用了不少海上測量船來跟蹤。杰茲卡茲甘站和卡拉干達站是載人航天飛船回收時的關鍵站,負責飛船的回收工作。1
歷史事件第一個人造衛(wèi)星1957年10月4日,世界上第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克1號”(Sputnik-1)從拜科努爾發(fā)射場升空,雖然這顆衛(wèi)星只會在太空噼啪作響,但它標志著人類的活動疆域已經(jīng)從陸地、海洋、大氣層擴大到了宇宙空間,人類從此打開天門,放眼宇宙。從而開創(chuàng)了人類利用航天器探索太空的新紀元。這顆由前蘇聯(lián)著名火箭宇航設計師科羅廖夫等人試驗的衛(wèi)星由鍍鉻合金制成,重83.6公斤,外表呈圓球形,直徑58厘米,每96分鐘繞地球一周。衛(wèi)星載有兩部無線電發(fā)報機,通過安置在衛(wèi)星表面的4個天線,發(fā)報機不斷地把最簡單的信號發(fā)射到地面。世界各地許多無線電愛好者當時都接收到了這一來自外空的信號。
第一個進入太空的生物Sputnik——1發(fā)射僅僅一個月后,1957年11月3日,拜科努爾航天中心發(fā)射的Sputnik——2火箭首次將生物送上太空——一只名為Laika的狗,它在升空后不久即死于過熱。20世紀50年代末至60年代初,蘇聯(lián)至少發(fā)射過57只“太空犬”,為載人航天積累經(jīng)驗。
第一個進入太空的人1961年4月12日,前蘇聯(lián)宇航員尤里·加加林乘坐的“東方1號”宇宙飛船從拜科努爾發(fā)射升空。在以1小時48分的時間繞地球飛行一圈后,加加林和飛船成功返回地球。這次飛行的成功不僅使加加林被授予“蘇聯(lián)英雄”的稱號,更使他成為了進入太空的第一人。他駕駛的“東方1號”飛船也成為了世界上第一個載人進入外層空間的航天器。
第一位女性航天員拜科努爾發(fā)射場還見證了世界上首位女太空人的誕生。1963年6月,前蘇聯(lián)宇航員捷列什科娃作為前蘇聯(lián)“東方6號”飛船的指令長從這里升空,在隨后的3天中,她乘坐飛船環(huán)繞地球48圈,成為世界首位女太空人。
第一座載人空間站1974年4月19日,前蘇聯(lián)在拜科努爾第一次將“禮炮1號”空間站送入了太空軌道,緊接著在6月,“聯(lián)盟11號”載人飛船又從這里起飛,和空間站首次實現(xiàn)對接,從而使“禮炮1號”成為了世界上第一個載人空間站。
“聯(lián)盟19號”對接“阿波羅”1975年7月15日,“聯(lián)盟19號”載人飛船從拜科努爾升空,成功地和美國“阿波羅”飛船實現(xiàn)對接,從而使拜科努爾第一次通過太空軌道,和美國肯尼迪航天中心連接在了一起。
蘇聯(lián)第一架航天飛機1988年11月15日,蘇聯(lián)第一架航天飛機“暴風雪”號從這里起飛,其技術性能一點兒也不亞于美國的航天飛機。
國際空間站第一艙1998年11月20日,國際空間站的第一個艙體“曙光”號功能艙也是從這里發(fā)射升空的。
發(fā)射事故拜科努爾也有很多慘痛的回憶,世界航天史上最嚴重的傷亡事故就發(fā)生在這里。1960年10月24日,蘇聯(lián)第一枚R-16型洲際導彈點火失敗。急于完成發(fā)射任務的現(xiàn)場總指揮、戰(zhàn)略火箭軍元帥米特羅凡·涅杰林嚴重違反操作規(guī)程,命令技術人員走出地下掩蔽部,搭起平臺,接近彈體檢查。但此時導彈的第二級意外點火,引爆燃料發(fā)生劇烈爆炸,將發(fā)射現(xiàn)場夷為平地,包括涅杰林在內(nèi)的74人(另一說100多人)殉職。2
軼事特殊的儀式在這些歷史的輝煌之中,一些有趣的做法也成為了傳統(tǒng)。其中,加加林第一次升空的“程序”仍在延續(xù)著。當時,由于到發(fā)射場的距離較遠,加加林在駛往發(fā)射臺的路上要求停車方便,但在連棵樹都沒有的大草原上,沒有任何遮擋物,他只能沖著車輪方便。從此,約定成俗,這成了每一個從拜科努爾航天中心進入太空的宇航員起飛前的必要儀式,包括搭乘“聯(lián)盟號”飛船去往國際空間站的西方宇航員也不例外。3
暴動頻發(fā)同其他地方一樣,蘇聯(lián)解體后,拜科努爾基地面臨著無人管理甚至無法生存的困境。因供給中斷等原因,1992年,第118發(fā)射場工程兵發(fā)起暴動,其中大多數(shù)士兵被遣返回家思過, 僅有幾人返回基地。1993年,第95發(fā)射場火箭兵暴動,有80多人被逮捕。這種暴動幾乎成了傳統(tǒng),直到2003年,還有士兵“舉事”。這年夏天,基地士兵們聽到傳言稱整個航天城要被搬到西伯利亞,于是發(fā)起暴動,給航天城造成了1億盧布的損失,當時約合3300萬元人民幣。
暴動常常引起嚴重的破壞,最嚴重的一次導致一顆正準備發(fā)射的衛(wèi)星被燒毀。還有一次對一座大樓天然氣設備的破壞引起了爆炸, 那次爆炸威力十分巨大,連混凝土板都被掀掉,總共有16人死亡。經(jīng)過10年的混亂,拜科努爾恢復了俄重要航天中心的地位, 近幾年它又得到了較快的發(fā)展。但是,過去的輝煌與傷痛卻永遠留在了俄羅斯航天人的心中。4